氣井工藝管路堵塞原因及解堵措施

焦曉光

（勝利油田魯明油氣勘探開發(fā)有限公司 天然氣分公司，山東 東營 257000）

林帆家氣田氣井在生產(chǎn)過程中由于堵塞造成的氣井非正常關井影響了氣井的連續(xù)生產(chǎn)，降低了氣井的開井時率。造成氣井堵塞的原因主要有:水合物堵塞井筒，采氣樹、采氣管線凍堵，地面流程積液凍堵等造成氣井無法連續(xù)安全生產(chǎn)。

1 氣井堵塞原因分析

綜合分析現(xiàn)在出現(xiàn)的氣井堵塞，發(fā)現(xiàn)主要是入井液、腐蝕產(chǎn)物和地層出砂等導致的，而入井液中導致堵塞的主要成分是泡排劑和緩蝕劑等。堵塞物中，隨著氣流容易從井底被帶出的是腐蝕產(chǎn)物和地層出砂。[1]而井下溫度很高，入井的泡排劑、緩蝕劑性質(zhì)發(fā)生了改變，很難被氣流帶出，就會堵塞氣井。

1.1 緩蝕劑的影響

通常情況下，我們采用緩蝕劑來保護井下的油套管，其對金屬的腐蝕有減弱的作用。但是氣井一般都很深，井底溫度，井下壓力都很高。如此高溫高壓的環(huán)境，極容易改變緩蝕劑中的高分子組分性能，性能改變后的緩蝕劑與地層砂礫、腐蝕產(chǎn)物混合到一起，形成瀝青狀膠質(zhì)物，極容易造成井下生產(chǎn)通道的堵塞，從而增大油套壓差，導致產(chǎn)量下降。另外，緩蝕劑的易起泡、易乳化的性能以及熱穩(wěn)定性，也會給氣井帶來一定的影響，尤其是熱穩(wěn)定性，對氣井造成的影響較大。緩蝕劑中的輕組分在井筒中的高溫下，不斷揮發(fā)而導致粘度增加。同時，緩蝕劑成分的降解或失效現(xiàn)象也在不斷發(fā)生，嚴重的情況下會出現(xiàn)難溶殘渣、高粘的沉淀物或者相分離。如果吸附到產(chǎn)層上，這些降解物會污染產(chǎn)層。如果吸附到油管壁上，則會導致油管通道變窄，使氣井產(chǎn)量降低。添加的酰胺類緩蝕劑不易溶于水。煤油或柴油作為緩蝕劑溶劑，在地下高溫下逐漸蒸發(fā)。緩蝕劑中殘留的高沸點組分酰胺化合物是一種黑色粘稠物質(zhì)，流動性很差，具有親脂特性性，與水不相溶，因此很難隨地層水到地面。留在井下就會將腐蝕產(chǎn)物、地層砂礫、巖屑等粘附包裹在一起，形成堵塞物。同時，井下的添加劑種類繁多，如果試劑之間不相容，添加劑的成分也可能殘留在井內(nèi)。比如某42 井，2019 年開始注入緩蝕劑，到2020年共加注C，I2 一I、CZ-1、CZ-3、BT-1、HT-6、CE3-1E、TSY2-15、CT2-15、C12—17 等9 種型號的緩蝕劑，但是并沒有進行緩蝕劑間的配伍實驗和分析。

1.2 起泡劑的影響

針對現(xiàn)有的情況，起泡劑對氣井堵塞造成的影響并不常見，但從一些資料以及氣田的具體生產(chǎn)來看，入井起泡劑也有造成井下堵塞的可能。比如高溫環(huán)境中的起泡劑改變了性狀或者其與地層產(chǎn)物之間有了反應。如某95 井，近年來，該井一直采用的生產(chǎn)方式是，將棒狀起泡劑加注到油管內(nèi)（即泡排生產(chǎn)），2020 年3 月通井時，從井下帶出的膠狀物非常粘稠，經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)膠狀物的成分與入井的棒狀起泡劑一樣。

1.3 井筒臟物的影響

產(chǎn)層出砂、泥漿漏失是氣井進行鉆井和完井時不可避免的情況，因此井筒中的臟物無法保證完全排盡。在氣井的生產(chǎn)過程中，氣流會將這些井下臟物帶進油管或者地面管線，從而對氣井的正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響，如某2-1 井、某109井等。某2-1 井為襯管完井，易出砂，2020 年9 月解堵酸化時探砂面，發(fā)現(xiàn)井底沉砂21.72m，篩管下部近2m 全部堵塞著黑色垢物。某109 井鉆井時，鉆井液和堵漏劑在產(chǎn)層漏失，在生產(chǎn)過程中隨氣流帶到井筒，頻繁堵塞井筒，不能正常生產(chǎn)。

1.4 腐蝕產(chǎn)物的影響

在修井作業(yè)時觀察，會發(fā)現(xiàn)油管的腐蝕現(xiàn)象非常普遍，這些油管腐蝕產(chǎn)物，在油管內(nèi)壁粘附，將油管通道變小，最終導致堵塞油管。例如某32 井，該井2010 年3 月份投產(chǎn)，初期產(chǎn)量5.44×104m3/d。1998 年4 月生產(chǎn)開始出現(xiàn)異常，產(chǎn)量、油壓快速下降，油套壓差變大；2020 年10 月修井時，發(fā)現(xiàn)在油管3990.1m 一3991.01m 井段內(nèi)，有許多FeS 腐蝕產(chǎn)物堆積結(jié)塊，造成了該井的生產(chǎn)出現(xiàn)異常。

1.5 水合物的影響

分析近年通井作業(yè)情況，結(jié)合生產(chǎn)情況，發(fā)現(xiàn)堵塞也會發(fā)生在氣井井口附近，如林帆3、林帆5 井、林帆58 井、某5-1、某109 井等。油壓快速下降或者油管堵塞也會出現(xiàn)在新投產(chǎn)的、且生產(chǎn)時間并不長的新井中。有的井甚至出現(xiàn)反復多次堵塞，而且堵塞點都不超過井口以下200 米。由于現(xiàn)用的技術有限，通常無法將井下的堵塞物取出來，但是結(jié)合氣井堵塞的特點，綜合林帆5 井通井過程中得到的堵塞物分析得出堵塞新投產(chǎn)井的原因，主要是在鉆井和完井時，沒有排除的臟物被氣流帶出，在油管內(nèi)壁上粘附，導致了節(jié)流效應。一旦氣井產(chǎn)量降低，氣流到達井筒上部時溫度降低，如果溫度比形成水合物的臨界條件時小，就會有在井筒內(nèi)產(chǎn)生大量水合物，造成堵塞。

2 氣井常見堵塞的解堵措施

氣井堵塞往往是由多種因素綜合造成的。比如，在開采過程中殘留在井底的入井藥劑與井下砂礫、腐蝕物及巖屑等混合成的垢物粘附在油管內(nèi)壁或井下篩管處，造成堵塞，降低了氣井產(chǎn)量，或者卡住修井作業(yè)工具等。因此，選擇解堵措施時要針對不同的情況進行選擇。

2.1 選擇合適的解堵時機

通過生產(chǎn)情況資料分析，緩蝕劑保護方法實施是從90年代中后期陸續(xù)開始的，緩蝕劑規(guī)律地加注從2000 年后開始，而堵塞物中出現(xiàn)緩蝕劑成分是從2002 年開始，說明有機堵塞物對氣井生產(chǎn)的影響是逐漸累積的，需要一段較長的時間。在井下，堵塞物漸漸積累變多，最終嚴重堵塞井下，對氣井生產(chǎn)造成明顯影響。所以，必須盡早盡快清除入井液造成的堵塞情況，一旦堵塞嚴重，就必須實施解堵，解堵這一過程有可能會加劇堵塞，也有可能會產(chǎn)生新堵塞。

2.2 選擇適宜的解堵劑

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，井下堵塞物的成分不是單一的緩蝕劑成分，里面還有多重物質(zhì)的混合，比如地層砂粒、腐蝕產(chǎn)物以及入井藥劑的變質(zhì)物等，選用一種解堵劑不能完全解氣井常見堵塞的解堵措施為防止氣井堵塞，必須對氣井堵塞的原因進行分析，以便采取相應的措施進行防堵。

液態(tài)條件下的天然氣都飽和著水汽，在一定的壓力溫度條件下，天然氣中的某些組分與水生成一種白色的冰雪狀晶體---即水合物。氣井在生產(chǎn)過程中采氣樹和采氣管線、地面流程都可能發(fā)生水合物堵塞。堵塞的情況一般發(fā)生在冬季且產(chǎn)量較高的氣井中，外界溫度低，天然氣內(nèi)的水分在管線內(nèi)部結(jié)冰，造成天然氣在管線內(nèi)流通受阻，產(chǎn)量受到影響。

中后期氣井，產(chǎn)量和壓力都低，井下堵塞，解堵時，解堵劑存在無法將垢物完全溶解的情況，或者溶解了垢物后不能及時排出來，就可能造成堵塞加劇，更有甚者會形成新堵塞。所以，解堵前必須要采樣分析堵塞物，找出堵塞氣井的原因，根據(jù)垢物成分，找到適合的解堵劑。在選擇解堵劑時要慎重，因為緩蝕劑型號很多，必須要有針對性選擇。井下堵塞與緩蝕劑、井筒雜物、油管腐蝕產(chǎn)物等有關，解堵的時候，首先要使用有機解堵劑乳化堵塞物，將其分散后，使其在水中溶解，然后能夠被井液帶出井外。之后，利用無機解堵劑將地層水中易結(jié)垢的離子以及硫化鐵粉末碎化。

2.3 優(yōu)選解堵工藝

解堵越早效果越好，后期效果變差；停產(chǎn)解堵比不停產(chǎn)解堵的效果要好。即使使用的解堵劑型號和用量相似，井下情況也相似，如果解堵方式不一樣，解堵的效果也會有很大的差異。舉例來講，使用HT-6 型緩蝕劑，油套環(huán)空中設置了封隔器，在生產(chǎn)時，發(fā)現(xiàn)兩口井的井筒出現(xiàn)堵塞，某93 井2017 年解堵作業(yè)時沒有停產(chǎn)，前后總共消耗了7600kg 解堵劑，用了52 天，結(jié)果并沒有達到增產(chǎn)的目的，反而堵死了油套環(huán)空；某11 井2019 年11 月解堵作業(yè)時選擇停產(chǎn)，取得日增產(chǎn)4.1×l04m3的增產(chǎn)效果。由此可見，解堵時要分析氣井堵塞的程度，對解堵工藝進行優(yōu)化。通過實踐證明，如果氣井生產(chǎn)時間短、緩蝕劑加注時間約一年、井下液體流動順暢且能自噴帶液生產(chǎn)，則解堵時可以選擇實施不停產(chǎn)。而如果氣井本身就有明顯的堵塞現(xiàn)象，并且在油套環(huán)空、油管內(nèi)或井底篩管已經(jīng)出現(xiàn)了結(jié)垢，那么必須停產(chǎn)清洗才能有效清除井下垢物，從而解堵。為保證氣井解堵作業(yè)的順利實施，使生產(chǎn)恢復正常，必須根據(jù)實際情況選擇不同的解堵方式。重慶氣礦大部分氣井進人生產(chǎn)中后期，產(chǎn)量、壓力低，結(jié)垢物在解堵藥劑的作用下溶解后，固態(tài)垢物轉(zhuǎn)變成液態(tài)，增加了其流動能力[2]。但是因為地層能量不夠，液態(tài)的垢物仍舊無法被氣流帶出井筒，這種情況下，必須采取其他的措施來輔助，比如可以將井口回壓降低、使用液氮幫助排出或者使用放噴的方式等等，這樣可以防止新堵塞出現(xiàn)。

2.4 氣井井場流程解堵措施

（1）用PVC 鋼絲軟管環(huán)繞在流程管線或者是閘門周圍，外面用保溫材料包裹。使用時用24v 增壓泵（現(xiàn)場沒市電，擬用電瓶車電池做電源）抽取水套爐里的熱水，在pvc 鋼絲軟管流動，達到給凍堵管線解堵的目的。

（2）用電伴熱帶環(huán)繞在流程管線或者是閘門周圍，外面用保溫材料包裹。使用時用發(fā)電機在現(xiàn)場發(fā)電，伴熱帶加溫，達到給凍堵管線解堵的目的。

2.5 氣井井口到水套爐進口解堵措施

氣井在生產(chǎn)過程中，積液由井筒帶入地面管線之后，由于氣井產(chǎn)量小、采氣管線坡度起伏較大，彎頭較多。導致采氣管線積液影響氣井正常生產(chǎn)。

（1）加大氣管線直徑的尺寸，現(xiàn)在氣井上常用的的輸氣管線一般是50mm、40mm 兩種型號。管徑小是凍堵的主要原因之一。可將管徑改為60mm，外加保溫層。

（2）減少管線中的彎頭，是流程工藝需求。現(xiàn)場20 米左右的管線中，有彎頭多達4 個，天然氣在管輸?shù)倪^程中，很容易因為方向的改變使管線彎頭處的溫度降低，天然氣的水分在低溫處聚集、結(jié)霜、結(jié)冰最后形成凍堵。措施：可將管線直接從井口架空連接到水套爐，彎頭處（兩處）預留三通閥門，做解凍或者加藥口用。

2.6 水套爐出口到分離器入口解堵措施

每年秋季對水套爐火管、控制閥門、進氣管道進行保養(yǎng)、更換，保障冬季水套爐的正常運行。

2.7 站內(nèi)分離器提高效率預防計量流程凍堵的措施

現(xiàn)在站內(nèi)有兩臺立式重力分離器在運行，之前站內(nèi)壓縮時，一直在并聯(lián)使用。天然氣改成管輸后，氣量增大，由原來的日產(chǎn)幾千方增至日產(chǎn)兩萬多方，天然氣內(nèi)的雜質(zhì)和水分也相應增加。冬天外輸計量流程偶爾有凍堵現(xiàn)象，過濾器清洗頻繁。措施：由原來的分離器并聯(lián)改成分離器串聯(lián)杜絕了計量流程的凍堵現(xiàn)象，過濾器清洗頻率下降了80%。

3 結(jié)論

（1）堵塞氣井的的因素主要包括入井液、井筒腐蝕產(chǎn)物以及地層出砂等。

（2）在高溫高壓的井下環(huán)境中，緩蝕劑自身組分容易發(fā)生一系列的物理化學變化。鉆井、完井過程中會殘余一些雜物，同時油井管壁也存在腐蝕物，緩蝕劑入井后，與兩者膠結(jié)形成混合物，堵塞氣井。

（3）對氣井堵塞的預防，要結(jié)合產(chǎn)層巖石物理特性，對完井方式以及管串結(jié)構(gòu)進行合理地選擇。循環(huán)洗井在完井后必須要進行，要將井下臟物最大程度地排出。另外，壓裂酸化作業(yè)后的排液也必須要及時進行，并且最大程度排空，避免作業(yè)殘留物造成堵塞。

（4）對入井液加強管理，選用入井液時要有針對性，加注量以及加注周期根據(jù)實際情況進行動態(tài)調(diào)整；做好入井液的儲存工作，避免其在入井前乳化變質(zhì)。

（5）建議在加注緩蝕劑之前進行洗井；緩蝕劑使用一年后也要進行清洗作業(yè)，然后重新對井筒進行緩蝕劑預膜及加注。同時建立完善的管理模式，做好垢物清洗工作。

（6）應該研發(fā)高效有機解堵劑，并積極進行現(xiàn)場應用試驗，針對不同的堵塞情況研制相應的解堵藥劑。